一種太陽翼振動應變傳感器的設計、分析與試驗研究.pdf

1、太陽翼是航天器上應用最廣泛的太陽電池陣形式。隨著觀測衛(wèi)星、空間站等大型航天器的發(fā)射運行，作為航天器電源的太陽翼不斷向大型化、輕質(zhì)量化發(fā)展。例如，國際空間站的太陽翼就是一類柔性薄膜式太陽翼。為了適應大型航天器的發(fā)展要求，太陽翼多采用質(zhì)量輕的柔性和半剛性基板，使其重量減小，功率質(zhì)量比增大。
　　然而，這類大型太陽翼的低質(zhì)量、大跨度及多體連接等結(jié)構(gòu)特點，決定其具有基頻低、阻尼弱和模態(tài)密集等動力學特性。一旦受到干擾，結(jié)構(gòu)極易發(fā)生強烈振動，

2、并且難以自然衰減，嚴重影響航天器的正常工作。因此，太陽翼的振動控制非常必要。太陽翼振動的實時有效測量，是太陽翼振動控制的重要基礎。所以設計一種能夠在苛刻的空間環(huán)境中實時有效測量太陽翼振動的傳感器，對太陽翼的振動控制具有重要的意義。
　　本文在上述的工程背景下，主要開展以下工作：
　　1、綜述了太陽翼振動測量的難點和振動測量傳感器的發(fā)展概況。
　　2、詳細地說明了應變測量的原理，提出了適用于太陽翼振動測量的應變傳感器的設

3、計原則，并根據(jù)這些原則設計了一種振動應變傳感器——應變片組。
　　3、基于太陽翼的振動模態(tài)分析，提出了應變片組位置配置的方法和關鍵指標，并通過對太陽翼結(jié)構(gòu)中應變片組位置配置的數(shù)值分析，確定應變片組在太陽翼上的最佳配置位置，最后對太陽翼上不同位置的應變片組進行對比試驗分析。
　　4、在復合材料的熱膨脹性能和熱膨脹機理分析的基礎上，分析了溫度變化對應變測量的影響；通過不同基底的應變片組的真空熱循環(huán)試驗，確定了應變片組的基底；通過